[发明专利]输电线路故障测距方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种电力系统技术领域的方法，具体是一种输电线路故障测距方法。

背景技术

高压输电线路发生故障后，在故障点将产生向两端运行的暂态行波，暂态行波在传播过程中遇到不均匀介质时，会发生折射和反射。利用暂态行波所包含的故障信息，理论上可以实现精确故障定位。国内外学者和专家已对行波测距技术做了大量的研究，通过在变电站电压电流互感器二次侧(低压侧)安装行波检测装置，可运用基于单端法或双端法的各种定位算法完成故障测距。

综合分析现有的行波测距方法可知，波头到达时刻和行波波速是影响测距精度的两大主要因素。目前，利用GPS的高精度时钟功能和小波变换分析技术，理论上可以精确确定行波波头的到达时刻，但是由于传统互感器频带的限制使行波波头的测量仍然存在较大误差。针对行波波速确定的问题，除了根据线路参数估算或直接应用参考值、经验值等传统方法，国内外学者还提出了各种解决方案，例如：利用区外故障确定行波波速法和不受波速影响的测距法等，但这些方法都没有考虑故障瞬间的实时波速测量问题。由于影响行波波速的因素诸多，若不能精确求取实时行波波速，将影响故障测距的精度，降低定位的可靠性。

经过对现有文献的检索发现，《煤矿机电》2004年第5期(p69-72)上发表了题为“基于行波法的输电线路故障测距的研究”的文章，该文介绍了一种在低压侧安装行波检测装置的双端测距法，该方法直接采用光速作为行波波速，但该技术受传统互感器频带的限制，故测距精度不高，测量误差为0.367％。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种输电线路故障测距方法。本发明通过在高压输电线上安装基于罗氏线圈的宽频穿芯式行波检测装置，精确判定波头到达时刻，并可在线测量实时行波线模波速，具有定位精度高、测距结果准确可靠的优点。

本发明是通过以下技术方案实现的，包括以下步骤：

第一步，在相邻的变电站M和变电站N之间的高压输电线上安装两套行波检测装置，这两套检测装置将该条高压输电线进行三等分，且第一套行波检测装置位于A点，第二套行波检测装置位于B点，A点位于变电站M和B点之间，B点位于A点和变电站N之间。

所述的行波检测装置是基于罗氏线圈的宽频穿芯式行波检测装置。

第二步，根据线路参数得到行波线模分量波速v₀，进而设定时间阈值T。所述的时间阈值T的具体公式为：τ=L3v0,]]>

其中：L是变电站M和变电站N之间的距离，v₀是行波线模分量波速。

第三步，当输电线路出现故障时，分别启动两套行波检测装置进行三相线路故障电流行波信息的采集。

第四步，采用变换矩阵对得到的三相线路故障电流行波信息进行相模转换，保留线模分量。

第五步，两套行波检测装置分别对线模分量进行小波分解，根据模极大值原理确定行波线模第一个波头和第二个波头，并记录第一个波头和第二个波头分别到达A点、B点的时间，将该时间信息通过无线通信网络传给监控站。

第六步，根据行波线模第一个波头到达A点和B点的时间差t_AB判断故障发生的区间。

所述的判断故障发生的区间是：

1)|t_AB|≤τ时，故障区间位于A点和B点之间；

2)|t_AB|＞τ且t_AB＜0时，故障区间位于变电站M和A点之间；

3)|t_AB|＞τ且t_AB＞0时，故障区间位于B点和变电站N之间。

第七步，根据故障发生的区间信息，得到实时行波波速v。

所述的实时行波波速v是：